(57)【要約】【課題】単位セルの性能差を測定する装置として制御回路（ＡＳＩＣ）を実現することにより、費用節減を実現し、制御回路（ＡＳＩＣ）を駆動するための電源供給装置を別途に備えて、電圧が低下して制御回路（ＡＳＩＣ）が正常に動作することが可能な燃料電池システムを提供すること。【解決手段】複数の単位セルを含む燃料電池スタック１０と、複数の単位セルに接続されて、複数の単位セルのうち対応する任意の複数の単位セルから電源電圧および基準電圧の供給を受け、対応する任意の複数の単位セル各々の電圧を測定する制御回路２０、３０、４０と、制御回路に電源電圧よりフローティング電圧だけ高い定電圧を供給する定電圧発生部５０、６０、７０とを有し、定電圧から基準電圧を差し引いた電圧差は、少なくとも制御回路の動作に必要な電圧であることを特徴とする。【選択図】図１
2010165655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位セルを含む燃料電池スタックと；
前記複数の単位セルに接続されて、前記複数の単位セルのうち対応する任意の複数の単位セルから電源電圧および基準電圧の供給を受け、前記対応する任意の複数の単位セル各々の電圧を測定する制御回路と；
前記制御回路に前記電源電圧よりフローティング電圧だけ高い定電圧を供給する定電圧発生部と；
を有し、
前記定電圧から前記基準電圧を差し引いた電圧差は、少なくとも前記制御回路の動作に必要な電圧であることを特徴とする、燃料電池システム
。
【請求項２】
前記制御回路は、前記電源電圧が入力される電源電圧端子と、前記定電圧が入力される定電圧端子と、前記基準電圧が入力される第１基準電圧端子と、前記対応する任意の複数の単位セルの複数の正極端子および複数の負極端子にそれぞれ接続されている複数のセル電圧入力端子と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記電源電圧は、前記複数の正極端子の電圧のうち最高の電圧であり、前記基準電圧は、前記複数の負極端子の電圧のうち最低の電圧であることを特徴とする、請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記定電圧発生部は、前記フローティング電圧を生成するために必要な電圧が供給される入力端子と、前記定電圧端子に接続される出力端子と、前記電源電圧端子に接続される第２基準電圧端子と、を含むことを特徴とする、請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記定電圧発生部は、コレクタ端子が前記入力端子に接続され、エミッタ端子が前記出力端子に接続されるトランジスタと；
カソード端子が前記トランジスタのベース端子に接続され、アノード端子が前記基準電圧端子に接続されるツェナーダイオードと；
前記コレクタ端子と前記カソード端子との間に接続された抵抗と；
を含むことを特徴とする、請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記フローティング電圧は、前記ツェナーダイオードのブレークダウン電圧から前記トランジスタのしきい電圧を差し引いた電圧であることを特徴とする、請求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記必要な電圧を供給する電圧供給部をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記単位セルの前記正極端子および負極端子と前記電源電圧端子の間、前記単位セルの前記正極端子および負極端子と前記第１基準電圧端子の間、および前記単位セルの前記正極端子および負極端子と前記複数のセル電圧入力端子の間にそれぞれ接続される複数の保護抵抗をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記保護抵抗と前記電源電圧端子との間に電流遮断素子をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記電流遮断素子は、入力端が前記保護抵抗に接続され、出力端が前記電源電圧端子に接続される演算増幅器を含むことを特徴とする、請求項９に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池（Ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ）は、メタノール、エタノール、天然ガスのような炭化水素系の物質内に含まれている水素と酸素との化学反応エネルギーを直接電気エネルギーに変換させる発電システムである。このような燃料電池は、化石エネルギーを代替できる清浄エネルギー源として、単位セルの積層によるスタック構成で多様な範囲の出力を出すことができる長所を有し、小型リチウム電池に比べて４〜１０倍のエネルギー密度を有するので、小型化電池および移動用携帯電源として注目されている。
【０００３】
しかし、それぞれの単位セルは、製造過程中の偏差や燃料電池スタック内での位置、圧力、温度などの不均一な分布により動作状態が互いに異なる。各単位セルの動作状態が類似していても燃料電池システムを持続的に運転することによって、各単位セルの性能が個別的に異なる速さで低下することがある。さらに、燃料電池スタックの使用中に特定の単位セルの性能が激しく低下すると、燃料電池スタック全体としての電力発生量は減少し、周辺にある単位セルの連鎖的な性能低下が誘発され、その結果、燃料電池スタックの寿命を短縮させる。このため、単位セル間の性能差を測定することが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−７０１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、燃料電池スタックの量産費用を節減するために、単位セル自体の費用低減化と同時に、その他の装置の低費用化も必要である。このために、単位セルの性能差を測定する装置を特定用途向け集積回路、すなわち注文型半導体（Application-Specific  Integrated  Circuit；以下、ＡＳＩＣ）のような集積回路として実現する必要がある。このようなＡＳＩＣは、通常４〜５Ｖで動作するが、従来はＡＳＩＣの動作電源が燃料電池スタックを通じて供給されていた。そのため、燃料電池スタックの電圧のみではＡＳＩＣが動作しない問題が発生することがあった。
【０００６】
一般的に、リチウムイオン電池の場合、単位セルの電圧が約３Ｖである。これにより、１０個の単位セルの電圧を測定する場合、３０Ｖ以上であるのでＡＳＩＣを十分に動作させることができた。リチウムイオン電池でＡＳＩＣを動作させる構成は、日本国特開２００３−７０１７９号公報（特許文献１）に開示されている。しかし、燃料電池の場合、単位セルの電圧が０．８Ｖと非常に小さく、ＡＳＩＣを駆動させることが難しいという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、単位セルの性能差を測定する装置として制御回路（ＡＳＩＣ）を実現することにより、費用節減を実現し、制御回路（ＡＳＩＣ）を駆動するための電源供給装置を別途に備えて、電圧が低下して制御回路（ＡＳＩＣ）が正常に動作することが可能な、新規かつ改良された燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数の単位セルを含む燃料電池スタックと、複数の単位セルに接続されて、複数の単位セルのうち対応する任意の複数の単位セルから電源電圧および基準電圧の供給を受け、対応する任意の複数の単位セル各々の電圧を測定する制御回路と、制御回路に電源電圧よりフローティング電圧だけ高い定電圧を供給する定電圧発生部とを有し、定電圧から基準電圧を差し引いた電圧差は、少なくとも制御回路の動作に必要な電圧であることを特徴とする燃料電池システムが提供される。
【０００９】
上記制御回路は、電源電圧が入力される電源電圧端子と、定電圧が入力される定電圧端子と、基準電圧が入力される第１基準電圧端子と、対応する任意の複数の単位セルの複数の正極端子および複数の負極端子にそれぞれ接続されている複数のセル電圧入力端子と、を含んでもよい。
【００１０】
上記電源電圧は、複数の正極端子の電圧のうち最高の電圧であり、基準電圧は、複数の負極端子の電圧のうち最低の電圧であってもよい。
【００１１】
上記定電圧発生部は、フローティング電圧を生成するために必要な電圧が供給される入力端子と、定電圧端子に接続される出力端子と、電源電圧端子に接続される第２基準電圧端子とを含んでもよい。
【００１２】
上記定電圧発生部は、コレクタ端子が入力端子に接続され、エミッタ端子が出力端子に接続されるトランジスタと、カソード端子がトランジスタのベース端子に接続され、アノード端子が基準電圧端子に接続されるツェナーダイオードと、コレクタ端子とカソード端子との間に接続された抵抗とを含んでもよい。
【００１３】
上記フローティング電圧は、ツェナーダイオードのブレークダウン電圧からトランジスタのしきい電圧を差し引いた電圧であってもよい。
【００１４】
上記必要な電圧を供給する電圧供給部をさらに含んでもよい。
【００１５】
上記単位セルの正極端子および負極端子と電源電圧端子の間、単位セルの正極端子および負極端子と第１基準電圧端子の間、および単位セルの正極端子および負極端子と複数のセル電圧入力端子の間にそれぞれ接続される複数の保護抵抗をさらに含んでもよい。
【００１６】
上記保護抵抗と電源電圧端子との間に電流遮断素子をさらに含んでもよい。
上記電流遮断素子は、入力端が保護抵抗に接続され、出力端が電源電圧端子に接続される演算増幅器を含んでもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、単位セルの性能差を測定する装置を制御回路（ＡＳＩＣ）として実現することにより、費用節減を実現し、制御回路（ＡＳＩＣ）を駆動するための電源供給装置を別途に備えて、低い電圧でも制御回路（ＡＳＩＣ）が正常に動作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料電池システムを示すブロック図である。
【図２】図１に示す第１定電圧発生部を示す回路図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る燃料電池システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
また、ある部分が他の部分に接続されているとする時、これは他の部分と“直接”接続されている場合に限らず、その他の素子を介して“電気的に”接続されている場合も含む。また、ある部分かある構成要素を“含む”とする時、特に反対の記載がなければ、他の構成要素を除外するのではなく。他の構成要素をさらに含むことを意味する。
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態に係る燃料電池システムを説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムを示すブロック図である。図１を参照すれば、本実施形態に係る燃料電池システムは、燃料電池スタック１０、複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ２２、第１ＡＳＩＣ２０、第２ＡＳＩＣ３０、第３ＡＳＩＣ４０、第１定電圧発生部５０、第２定電圧発生部６０、第３定電圧発生部７０、および電圧供給部８０を含む。ＡＳＩＣ（Application-Specific  Integrated  Circuit）とは、特定用途向け集積回路、すなわち注文型半導体のような集積回路である。第１ＡＳＩＣ２０、第２ＡＳＩＣ３０、第３ＡＳＩＣ４０は、制御回路の一例である。
【００２２】
燃料電池スタック１０は、第１電源電圧端子（＋）と第２電源電圧端子（−）との間に直列接続された複数の単位セルＣ１〜Ｃ２１を含む。本実施形態では、燃料電池スタック１０が２１個の単位セルを有し、単位セルが７個の単位セル単位で第１ＡＳＩＣ２０、第２ＡＳＩＣ３０、第３ＡＳＩＣ４０にそれぞれ接続されている場合を例として説明する。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、燃料電池スタック１０は２１個ではない複数個数の単位セルおよびＡＳＩＣを含んでもよい。ＡＳＩＣの数は、複数の単位セルの数およびＡＳＩＣが含む入力ピンおよび出力ピンの個数および処理速度などのＡＳＩＣ条件に基づいて決定される。例えば、ＡＳＩＣが２１個の単位セル全てを制御できる場合は、１つのＡＳＩＣのみが含まれるとしてもよい。
【００２３】
複数の単位セルＣ１〜Ｃ２１の各々の正極端子と負極端子は、対応する保護抵抗Ｒ１〜Ｒ２２の一側に接続されている。複数の保護抵抗Ｒ１〜Ｒ８の他側は第１ＡＳＩＣ２０の第１電源電圧端子ＰＶＴ＿１、セル電圧入力端子Ｓ１〜Ｓ６および第１基準電圧端子ＲＶＴ＿１にそれぞれ接続されている。複数の保護抵抗Ｒ９〜Ｒ１５の他側は、第２ＡＳＩＣ３０の第２電源電圧端子ＰＶＴ＿２、セル電圧入力端子Ｓ１１〜Ｓ１５および第２基準電圧端子ＲＶＴ＿２にそれぞれ接続されている。複数の保護抵抗Ｒ１６〜Ｒ２２の他側は、第３ＡＳＩＣ４０の第３電源電圧端子ＰＶＴ＿３、セル電圧入力端子Ｓ２１〜Ｓ２５および第３基準電圧端子ＲＶＴ＿３にそれぞれ接続されている。このような複数の保護抵抗Ｒ１〜Ｒ２２は、複数の単位セルＣ１〜Ｃ２１のサージ（Surge）電流が第１ＡＳＩＣ２０、第２ＡＳＩＣ３０、第３ＡＳＩＣ４０に流入するのを保護する。
【００２４】
第１ＡＳＩＣ２０は、第１定電圧が入力される第１定電圧端子ＰＴ＿１と、第１電源電圧が入力される第１電源電圧端子ＰＶＴ＿１と、第１基準電圧が入力される第１基準電圧端子ＲＶＴ＿１と、複数の抵抗Ｒ２〜Ｒ７を介して複数の単位セルＣ１〜Ｃ７が接続される接続点に接続されている複数のセル電圧入力端子Ｓ１〜Ｓ６とを含む。
第１定電圧は、第１定電圧発生部５０から入力される電圧である。第１電源電圧は、単位セルＣ１の正極端子から抵抗Ｒ１を介して供給される電圧である。第１基準電圧は、単位セルＣ７の負極端子から抵抗Ｒ８を介して入力される電圧である。第１ＡＳＩＣ２０は、第１電源電圧端子ＰＶＴ＿１とセル電圧入力端子Ｓ１との間の電圧差を測定し、単位セルＣ１の電圧とする。
【００２５】
第２ＡＳＩＣ３０は、第２定電圧が入力される第２定電圧端子ＰＴ＿２と、第２電源電圧が入力される第２電源電圧端子ＰＶＴ＿２と、第２基準電圧が入力される第２基準電圧端子ＲＶＴ＿２と、複数の抵抗Ｒ１０〜Ｒ１４を介して複数の単位セルＣ８〜Ｃ１４が接続される接続点に接続されている複数のセル電圧入力端子Ｓ１１〜Ｓ１５とを含む。
第２定電圧は、第２定電圧発生部６０から入力される電圧である。第２電源電圧は、単位セルＣ８の正極端子から抵抗Ｒ９を介して供給される電圧である。第２基準電圧は、単位セルＣ１４の負極電圧が抵抗Ｒ１５を介して入力される電圧である。ここで、第２電源電圧端子ＰＶＴ＿２は、第１基準電圧端子ＲＶＴ＿１に接続されている。第２基準電圧端子ＲＶＴ＿２は、第３電源電圧端子ＰＶＴ＿３に接続されている。第２ＡＳＩＣ３０は、第２電源電圧端子ＰＶＴ＿２とセル電圧入力端子Ｓ１１との間の電圧差を測定し、単位セルＣ９の電圧とする。
【００２６】
第３ＡＳＩＣ４０は、第３定電圧が入力される第３定電圧端子ＰＴ＿３と、第３電源電圧が入力される第３電源電圧端子ＰＶＴ＿３と、第３基準電圧が入力される第３基準電圧端子ＲＶＴ＿３と、複数の抵抗Ｒ１７〜Ｒ２１を介して複数の単位セルＣ１７〜Ｃ２１が接続される接続点に接続されている複数のセル電圧入力端子Ｓ２１〜Ｓ２５とを含む。
第３定電圧は、第３定電圧発生部７０から入力される電圧である。第３電源電圧は、単位セルＣ１６の正極端子から抵抗Ｒ１６を介して供給される電圧である。第３基準電圧は、単位セルＣ２１の負極電圧が抵抗Ｒ２２を介して入力される電圧である。第３ＡＳＩＣ４０は、第３電源電圧端子ＰＶＴ＿３とセル電圧入力端子Ｓ２１との間の電圧差を測定し、単位セルＣ１６の電圧とする。
【００２７】
ここで、第１ＡＳＩＣ２０には第１定電圧から第１基準電圧を差し引いた電圧が供給される。このとき、第１定電圧から第１基準電圧を差し引いた電圧は、少なくとも第１ＡＳＩＣ２０の動作に必要な電圧である。具体的には、第１ＡＳＩＣ２０に供給される第１基準電圧は単位セルＣ７の負極電圧であり、第１電源電圧は単位セルＣ１の正極電圧である。第１定電圧は、第１電源電圧より予め設定されたレベルのフローティング（floating）電圧だけ高い電圧である。例えば単位セルＣ１の陽極電圧が５Ｖであり、単位セルＣ７の陰極電圧が３．６Ｖであり、第１電源電圧より３．５Ｖ高い第１定電圧となるようにフローティング（floating）電圧を供給すると仮定する。すると第１定電圧は８．５Ｖであり、第１基準電圧は３．６Ｖであるので、４．９Ｖが第１ＡＳＩＣ２０に供給される。
第２ＡＳＩＣ３０および第３ＡＳＩＣ４０も第１ＡＳＩＣ２０と同様である。すなわち、第２ＡＳＩＣ３０は、第２定電圧発生部６０の出力電圧と第２基準電圧の差に相当する電圧の供給を受け、第３ＡＳＩＣ４０は、第３定電圧発生部７０の出力電圧と第３基準電圧の差に相当する電圧の供給を受ける。
【００２８】
第１定電圧発生部５０は、電圧供給部８０から電圧ＶＩ印加を受けて第１ＡＳＩＣ２０に第１定電圧を印加する。ここで、第１定電圧発生部５０の入力電圧ＶＩ端子は電圧供給部８０の出力に接続されており、第１出力電圧ＶＯＵＴ＿１端子は第１定電圧端子ＰＴ＿１に接続されている。そして、第１定電圧発生部５０の第１基準電圧ＶＧＮＤ＿１端子は、第１電源電圧端子ＰＶＴ＿１に接続されている。
【００２９】
第２定電圧発生部６０は、電圧供給部８０から電圧ＶＩ印加を受けて第２ＡＳＩＣ３０に第２定電圧を印加する。ここで、第２定電圧発生部６０の入力電圧ＶＩ端子は電圧供給部８０の出力に接続されており、第２出力電圧ＶＯＵＴ＿２端子は第２定電圧端子ＰＴ＿２に接続されている。そして、第２定電圧発生部６０の第２基準電圧ＶＧＮＤ＿２端子は、第２電源電圧端子ＰＶＴ＿２に接続されている。
【００３０】
第３定電圧発生部７０は、電圧供給部８０から電圧ＶＩ印加を受けて第３ＡＳＩＣ４０に第３定電圧を印加する。ここで、第３定電圧発生部７０の入力電圧ＶＩ端子は電圧供給部８０の出力に接続されており、第３出力電圧ＶＯＵＴ＿３端子は第３定電圧端子ＰＴ＿３に接続されている。そして、第３定電圧発生部７０の第３基準電圧ＶＧＮＤ＿３端子は、第３電源電圧端子ＰＶＴ＿３に接続されている。第１定電圧発生部５０、第２定電圧発生部６０、第３定電圧発生部７０の細部構成は図２を参照して後述する。
【００３１】
電圧供給部８０は、第１定電圧発生部５０、第２定電圧発生部６０、第３定電圧発生部７０が、それぞれ第１定電圧、第２定電圧、第３定電圧を生成するための電圧を供給する。具体的には、電圧供給部８０が供給する電圧は、少なくとも燃料電池スタック１０の最大電圧と予め設定されたレベルのフローティング電圧との合計よって、十分に高い電圧に設定することが好ましい。本実施形態では、電圧供給部８０の出力を４０Ｖと定義する。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３２】
図２は、図１に示される第１定電圧発生部５０を示す回路図であって、第２定電圧発生部６０、第３定電圧発生部７０の細部構成もこれと同様で、動作も同様である。本実施形態に係る第１定電圧発生部５０、第２定電圧発生部６０、第３定電圧発生部７０は、安定化電源用ＡＳＩＣを用いることができ、これに対する簡単な回路を図２を参照して説明する。
【００３３】
図２を参照すれば、第１定電圧発生部５０は、トランジスタＴ１、抵抗Ｒ２３およびツェナーダイオードＺ１を含む。トランジスタＴ１は、ＮＰＮ型接合トランジスタ（Bipolar  Junction  Transistor）であり、ベース端子は、ツェナーダイオードＺ１のカソード端子に接続される。そして、トランジスタＴ１のコレクタ端子は入力電圧ＶＩＮ端子に接続され、エミッタ端子は第１出力電圧ＶＯＵＴ＿１端子に接続される。抵抗Ｒ２３は、入力端子ＶＩＮとツェナーダイオードＺ１のカソード端子の間に接続される。ツェナーダイオードＺ１のアノード端子は第１基準電圧ＶＧＮＤ＿１端子に接続される。
【００３４】
第１定電圧発生部５０は、電圧供給部８０から入力された電圧ＶＩＮを抵抗Ｒ８とツェナーダイオードＺ１を介して分圧し、ツェナーダイオードＺ１のクランピング電圧をトランジスタＴ１のベース端子に供給する。
ツェナーダイオードＺ１は、カソード電極とアノード電極間の電圧差がブレークダウン電圧以上になったときに導通し、このとき、カソード電極とアノード電極間の電圧差はブレークダウン電圧として維持される。本実施形態では、ツェナーダイオードＺ１が導通して一定にカソード電極電圧を維持し、カソード電極に維持される電圧をクランピング電圧という。
トランジスタＴ１は、クランピング電圧によりターンオンし、トランジスタＴ１を介して所定の定電圧が出力される。所定の定電圧は、クランピング電圧からトランジスタＴ１のしきい電圧を差し引いた電圧である。
従って本実施形態による第１定電圧発生部５０のフローティング電圧は、ツェナーダイオードＺ１のブレークダウン電圧からトランジスタＴ１のしきい電圧を差し引いた電圧である。
【００３５】
しかし、上記のような第１定電圧発生部５０の構成において、電圧ＶＩＮ端子から第１基準電圧ＶＧＮＤ＿１端子に電流経路が形成されている。このときの電流は１〜１０ｍＡ程度と微弱であるが、燃料電池スタック１０に流れる電流が１Ａ以下であるときに電圧測定において誤差が発生し得る。よって、本発明の第２の実施形態のように電流遮断素子を備えることで、第１定電圧発生部５０で発生した電流が燃料電池スタック１０に流入するのを防止することができる。
【００３６】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システムを示すブロック図であって、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付けている。
図３を参照すれば、本実施形態に係る燃料電池システムは、燃料電池スタック１０、複数の保護抵抗Ｒ１〜Ｒ２２、第１ＡＳＩＣ２０、第２ＡＳＩＣ３０、第３ＡＳＩＣ４０、第１定電圧発生部５０、第２定電圧発生部６０、第３定電圧発生部７０、電圧供給部８０、第１電流遮断素子ＡＭＰ１、第２電流遮断素子ＡＭＰ２、第３電流遮断素子ＡＭＰ３を含む。燃料電池スタック１０、第１ＡＳＩＣ２０、第２ＡＳＩＣ３０、第３ＡＳＩＣ４０、第１定電圧発生部５０、第２定電圧発生部６０、第３定電圧発生部７０および電圧供給部８０の構成および動作については図１の説明と同様であるので説明を省略する。
【００３７】
本発明の第２の実施形態は、第１電流遮断素子ＡＭＰ１、第２電流遮断素子ＡＭＰ２、第３電流遮断素子ＡＭＰ３をさらに含むことが、本発明の第１の実施形態と異なる。第１電流遮断素子ＡＭＰ１は入力端が抵抗Ｒ１に接続され、出力端が第１基準電圧ＶＧＮＤ＿１端子に接続される。第２電流遮断素子ＡＭＰ２は入力端が抵抗Ｒ８に接続され、出力端が第２基準電圧ＶＧＮＤ＿２端子に接続される。第３電流遮断素子ＡＭＰ３は入力端が抵抗Ｒ１５に接続され、出力端が第３基準電圧ＶＧＮＤ＿３端子に接続される。そして、第１電流遮断素子ＡＭＰ１、第２電流遮断素子ＡＭＰ２、第３電流遮断素子ＡＭＰ３は電圧供給部８０から出力された電圧ＶＩにより駆動される。
【００３８】
ここで、第１電流遮断素子ＡＭＰ１、第２電流遮断素子ＡＭＰ２、第３電流遮断素子ＡＭＰ３は演算増幅器の構造に構成されている。演算増幅器は、一般的に、出力端に電圧ＶＩ端子と第２電源電圧端子（−）との間に直列接続されたトランジスタＴ２、Ｔ３を含む。トランジスタＴ２、Ｔ３はＮＭＯＳトランジスタであり、ドレイン端子の電位がソース端子の電位より高い場合、弱くターンオンする。即ち、基準電圧ＶＧＮＤ＿１の電位が第２電源電圧端子（−）の電位、つまり、接地電圧（ＧＮＤ）より高いため、トランジスタＴ３が弱くターンオンする。すると、トランジスタＴ３を介して基準電圧ＶＧＮＤ＿１端子から接地電圧ＧＮＤ端子に電流経路が形成され、基準電圧ＶＧＮＤ＿１端子に流れる電流が燃料電池スタック１０に流入するのを遮断できる。ここで、演算増幅器の出力端と反転入力端子（−）とが接続しており、第１電流遮断素子ＡＭＰ１、第２電流遮断素子ＡＭＰ２、第３電流遮断素子ＡＭＰ３の入力端は、演算増幅器の非反転入力端子（＋）に対応する。
【００３９】
上記のように、本発明の第１および第２の実施形態に係る燃料電池システムは、第１ＡＳＩＣ２０、第２ＡＳＩＣ３０、第３ＡＳＩＣ４０の電源電圧を第１定電圧発生部５０、第２定電圧発生部６０、第３定電圧発生部７０の各々からさらに受ける。よって、単位セルＣ１〜Ｃ７の電圧が低い場合にも第１ＡＳＩＣ２０は正常に動作する。第２ＡＳＩＣ３０および第３ＡＳＩＣ４０も第２定電圧発生部６０および第３定電圧発生部７０から十分に電圧が供給されて正常的な動作が可能とある。
【００４０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４１】
１０      燃料電池スタック
２０      第１ＡＳＩＣ
３０      第２ＡＳＩＣ
４０      第３ＡＳＩＣ
５０      第１定電圧発生部
６０      第２定電圧発生部
７０      第３定電圧発生部
８０      電圧供給部
ＲＶＴ    基準電圧端子
ＰＶＴ    電源電圧端子
ＰＴ      定電圧端子
ＡＭＰ１  第１電流遮断素子
ＡＭＰ２  第２電流遮断素子
ＡＭＰ３  第３電流遮断素子
【図１】
2010165655.tif 000003
【図２】
2010165655.tif 000004
【図３】
2010165655.tif 000005